Forum » Šola » izračun sil
izračun sil

mirator ::
Muči me formula za izračun vpliva vetra na daljnovodne vrvi z vplivom na daljnovodni steber ali drog. Preprosto si ne znam pojasniti njene izpeljave.
https://ibb.co/PZ6pNgBL
Mogoče bo na tem forumu, komu bolj jasno?
https://ibb.co/PZ6pNgBL
Mogoče bo na tem forumu, komu bolj jasno?

KraitPay ::
Čisto preprosto, dodati je potrebno še dodaten cosfi, zaradi sile skozi napetost v vodniku, ki ponovno projicira vodoravno silo.
Qwc=Qwc-x *cosfi
Zgodovina sprememb…
- spremenil: KraitPay ()

mirator ::
Hvala.
To je sicer res preprosto, če bi bila smer vetra na vodnike pod enakim kotom, kot so koti posameznih vodnikov. Pa ni.
Jaz sicer računam rezultanto zateznih sil in njen kot. Smer vetra predvidim v smeri rezultante, izračunam silo vetra v vodnikih v smeri zateznih sil in potem upoštevam kot med vodniki.
Npr.
Fzx= Fz1 (zetezna sila) * cos(alfa 1) + Fz2*cos(alfa 2) + Fz3*cos(alfa3)....alfa je kot za katerega je vodnik odmaknjen od osi x
Qwcx= QWc1 (sila vetra na vodnik) * cos(beta 1) * cos(alfa 1) + QWc2 * cos(beta 2) * cos(alfa 2) + QWc3 * cos(beta 3) * cos(alfa 3)....beta je kot pod katerim deluje veter, v smeri rezultante zateznih sil, na posamezen vodnik.
Podobno še v smeri osi y, kjer so sinusi in nato rezultanto po Pitagori.
To je sicer res preprosto, če bi bila smer vetra na vodnike pod enakim kotom, kot so koti posameznih vodnikov. Pa ni.
Jaz sicer računam rezultanto zateznih sil in njen kot. Smer vetra predvidim v smeri rezultante, izračunam silo vetra v vodnikih v smeri zateznih sil in potem upoštevam kot med vodniki.
Npr.
Fzx= Fz1 (zetezna sila) * cos(alfa 1) + Fz2*cos(alfa 2) + Fz3*cos(alfa3)....alfa je kot za katerega je vodnik odmaknjen od osi x
Qwcx= QWc1 (sila vetra na vodnik) * cos(beta 1) * cos(alfa 1) + QWc2 * cos(beta 2) * cos(alfa 2) + QWc3 * cos(beta 3) * cos(alfa 3)....beta je kot pod katerim deluje veter, v smeri rezultante zateznih sil, na posamezen vodnik.
Podobno še v smeri osi y, kjer so sinusi in nato rezultanto po Pitagori.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: mirator ()

mirator ::
Kot zanimivost, ker me je zanimalo, kaj naredi umetna inteligenca, sem po treh sugestijah na njene izračune, dobil sledeče:
Popolnoma razumem tvoje pričakovanje in imaš čisto prav! Prvi odgovor ni bil dovolj natančen, ker nisem takoj upošteval pravilne razporeditve sile vetra na posamezne vodnike. To je bil dober izziv in tvoja vprašanja so me vodila k boljši rešitvi.
Hvala za potrpežljivost! Zdaj vem, da pričakuješ najbolj natančen in pravilen odgovor takoj v prvem poskusu, in bom naslednjič še bolj pazljiv pri takih izračunih. Če imaš še kakšno podobno nalogo ali vprašanje, se bom potrudil, da bo odgovor že v prvo 100 % pravilen.

primoz4p ::
Če se prav spomnim iz osnovne šole velja
sila = napetost * površina
Veter pač ne obremenjuje točkovno ampak ustvarja kontiunirano obremenitev na površini. Pustimo sedaj aerodinamiko in oblikovni faktor, ker se le-to verjetno upošteva v konstantah tvoje enačbe.
Poglejmo površino v smeri vetra,
ko veter piha pravokotno na vodnik ... d*(l1+l2)/2
ko veter piha v smeri vodnika ... pi*d*d/4
dolžina (l1,l2) je 1000x večja od premera žice (d). Smiselno je da se posledično nekaj zanemari. Brez velike napake lahko torej računamo ustrezno projekcijo povrine, če veter piha pod kotom kot
projekcija površine pravokotno na smer vetra = d*(l1+l2)/2 * cosfi
Sedaj pa upoštevamo še tvoj Pitagoro, s tem da te popravim tako, da silo zamenjam s (povšinsko) napetostjo in upoštevamo samo del pravokotno na vodnik (vzdolž vodnika ga tudi tu zanemarimo d:l). Zmnožimo in dobimo (celega izraza se mi ne da pisati)
....*cosfi*cosfi
No, to je rezultanta zunanje obremenitve pod vplivom vetra. Za izpeljavo notranjih je pa potrebna že višja matematika.
sila = napetost * površina
Veter pač ne obremenjuje točkovno ampak ustvarja kontiunirano obremenitev na površini. Pustimo sedaj aerodinamiko in oblikovni faktor, ker se le-to verjetno upošteva v konstantah tvoje enačbe.
Poglejmo površino v smeri vetra,
ko veter piha pravokotno na vodnik ... d*(l1+l2)/2
ko veter piha v smeri vodnika ... pi*d*d/4
dolžina (l1,l2) je 1000x večja od premera žice (d). Smiselno je da se posledično nekaj zanemari. Brez velike napake lahko torej računamo ustrezno projekcijo povrine, če veter piha pod kotom kot
projekcija površine pravokotno na smer vetra = d*(l1+l2)/2 * cosfi
Sedaj pa upoštevamo še tvoj Pitagoro, s tem da te popravim tako, da silo zamenjam s (povšinsko) napetostjo in upoštevamo samo del pravokotno na vodnik (vzdolž vodnika ga tudi tu zanemarimo d:l). Zmnožimo in dobimo (celega izraza se mi ne da pisati)
....*cosfi*cosfi
No, to je rezultanta zunanje obremenitve pod vplivom vetra. Za izpeljavo notranjih je pa potrebna že višja matematika.

mirator ::
Hvala, ker si si vzel čas in mi poskušal pojasniti mojo dilemo.
Vendar tvoja rešitev cos(fi) krat cos(fi), kar bi dalo cos^2(fi) ne zdrži dejstva, da veter na vodnike deluje pod drugačnim kotom, kot so napeti posamezni vodniki. Gre pač za to, da je treba upoštevati veter v smeri rezultante nateznih sil (npr. kot rezultante je (alfa). In v tem primeru bi se po moje v enačbi moral namesto cos^2(fi), pojaviti produkt cos(fi-alfa)*cos(fi).
Ostala tvoja razlaga pa seveda drži. Veter deluje zvezno na površino l/2 x d (l/2 zato, ker polovico sile prevzame sosednje vpetje.
Vendar tvoja rešitev cos(fi) krat cos(fi), kar bi dalo cos^2(fi) ne zdrži dejstva, da veter na vodnike deluje pod drugačnim kotom, kot so napeti posamezni vodniki. Gre pač za to, da je treba upoštevati veter v smeri rezultante nateznih sil (npr. kot rezultante je (alfa). In v tem primeru bi se po moje v enačbi moral namesto cos^2(fi), pojaviti produkt cos(fi-alfa)*cos(fi).
Ostala tvoja razlaga pa seveda drži. Veter deluje zvezno na površino l/2 x d (l/2 zato, ker polovico sile prevzame sosednje vpetje.

primoz4p ::
Kje je @inženir ko ga potrebješ?!
Poglejmo podoben primer - vodoraven vodnik pod silo teže.
Celotno silo teže znamo izračunati, smer je tudi znana.
Kaj pa notranjo silo (rezultanto notranje napetosti) v smeri osi?
Le-ta seveda ni konstantna ampak odvisna od odaljenosti od vpetja...
Pa poenostavimo da za vodnike velja enaka predpostavka, kot za vrvi. Zanemarimo vse notranje napetosti razen v smeri osi.
Ali je v tem primeru dovolj znanje Pitagore?
Ali pa za izpeljavo moramo uporabiti enačbo upogibnice - izpeljava iz diferenčne enačbe višjega reda?
Posledično pa takoj trčimo ob prednapetje, elasični modul in elastične deformacije. Tudi plastične deformacije in pretrganje ni daleč ...
Kakorkoli @inženir bi ti znal to razložiti, ne pa jaz.
Poglejmo podoben primer - vodoraven vodnik pod silo teže.
Celotno silo teže znamo izračunati, smer je tudi znana.
Kaj pa notranjo silo (rezultanto notranje napetosti) v smeri osi?
Le-ta seveda ni konstantna ampak odvisna od odaljenosti od vpetja...
Pa poenostavimo da za vodnike velja enaka predpostavka, kot za vrvi. Zanemarimo vse notranje napetosti razen v smeri osi.
Ali je v tem primeru dovolj znanje Pitagore?
Ali pa za izpeljavo moramo uporabiti enačbo upogibnice - izpeljava iz diferenčne enačbe višjega reda?
Posledično pa takoj trčimo ob prednapetje, elasični modul in elastične deformacije. Tudi plastične deformacije in pretrganje ni daleč ...
Kakorkoli @inženir bi ti znal to razložiti, ne pa jaz.

Zimonem ::
Glede na to , da gre za standard ni rečeno , da je izpeljava strogo fizikalna, lahko gre zraven tudi za varnostni faktor ali kaj drugega.

primoz4p ::
@mirator
Tako to jaz vidim:
Nekje v literaturi poiščeš neko enačbo, ki opisuje poenostavljen opis doprinosa sile vetra zaradi zračnega upora vodnika na steber. Sanjaš pa o notranjih silah v vodniku (natezna sila).
Resetiraj osnovno razmišlanje.
Tako to jaz vidim:
Nekje v literaturi poiščeš neko enačbo, ki opisuje poenostavljen opis doprinosa sile vetra zaradi zračnega upora vodnika na steber. Sanjaš pa o notranjih silah v vodniku (natezna sila).
Resetiraj osnovno razmišlanje.
Zgodovina sprememb…
- spremenil: primoz4p ()

mirator ::
Ja vem, da je trd oreh, čeprav gre res za preprosto zadevo v bistvu nič drugega, kot razdelitev sile na dve komponenti.
Seveda so poenostavitve. Pri izračunu se ne upošteva poves niti različna višina vpetišč in sila vetra na vodnik, kabel ali vrv se jemlje kot sila na togo telo. Torej sila vetra delovanja na neko površino pod določenim kotom.
Simpl kot pasulj.
Sicer sem med tem že ugotovil, kje je problem (mimogrede je v bistvu povsem prav odgovoril @KraitPay). Torej standard predvideva, da sila vetra deluje na dva vodnika, ki sta vpeta na en steber in deluje v smeri simetrale kota med vodnikoma. In ta formula je vpisana v standardu za daljnovode napetosti nad 45kV (kjer skoraj ni nobenih odcepov) aplicirana na daljnovode 1 kV do 45 kV in tudi za NN nadzemno omrežje, kjer pa se zakomplicira, ker je pa odcepov včasih tudi več kot 3. Tukaj pa je treba računati pod koti, ki jih definira rezultanta nateznih sil, zato me je tudi zmotil tisti cos^2(fi).
Ampak hvala vsem za sodelovanje, sem pač vprašal, kar me je motilo, čeprav se na vektorske račune kar dobro spozna.
Mimo grede, najprej sem vprašanje dal na forum strojnikov, pa ni bilo nobenega odgovora.
Seveda so poenostavitve. Pri izračunu se ne upošteva poves niti različna višina vpetišč in sila vetra na vodnik, kabel ali vrv se jemlje kot sila na togo telo. Torej sila vetra delovanja na neko površino pod določenim kotom.
Simpl kot pasulj.
Sicer sem med tem že ugotovil, kje je problem (mimogrede je v bistvu povsem prav odgovoril @KraitPay). Torej standard predvideva, da sila vetra deluje na dva vodnika, ki sta vpeta na en steber in deluje v smeri simetrale kota med vodnikoma. In ta formula je vpisana v standardu za daljnovode napetosti nad 45kV (kjer skoraj ni nobenih odcepov) aplicirana na daljnovode 1 kV do 45 kV in tudi za NN nadzemno omrežje, kjer pa se zakomplicira, ker je pa odcepov včasih tudi več kot 3. Tukaj pa je treba računati pod koti, ki jih definira rezultanta nateznih sil, zato me je tudi zmotil tisti cos^2(fi).
Ampak hvala vsem za sodelovanje, sem pač vprašal, kar me je motilo, čeprav se na vektorske račune kar dobro spozna.
Mimo grede, najprej sem vprašanje dal na forum strojnikov, pa ni bilo nobenega odgovora.

primoz4p ::
Vodnik, kabel ali vrv kot togo telo?!
- zakaj jaz tega ne morem uporabiti pri traktorski vitli in bi lahko hlode ne samo vlekel ampak tudi odrival?
- zapis in tvoja razlaga prepisane enačbe, kaže ravno to. (l1+l2)/2 in sila vetra v smeri osi; tlak na eni in nateg na drugi strani vpetega vodnika na stebru?
Sicer pa kako vpetega:
- če vpetje omogoča prosto gibanje kabla v vzdolžni smeri, ne moreš razložiti upoštevanje vodnika v dolžini razdalje samo do polovice sosednih stebrov v tvoji prepisani enačbi?
- če vpetje na stebrih ne omogoča prostih pomikov in momentov ter uporabljaš za izračun vodnik kot togo telo ne moreš rešiti sistema enačb , ki izhajajo iz ravnotežja sil in momentov?
- zakaj jaz tega ne morem uporabiti pri traktorski vitli in bi lahko hlode ne samo vlekel ampak tudi odrival?
- zapis in tvoja razlaga prepisane enačbe, kaže ravno to. (l1+l2)/2 in sila vetra v smeri osi; tlak na eni in nateg na drugi strani vpetega vodnika na stebru?
Sicer pa kako vpetega:
- če vpetje omogoča prosto gibanje kabla v vzdolžni smeri, ne moreš razložiti upoštevanje vodnika v dolžini razdalje samo do polovice sosednih stebrov v tvoji prepisani enačbi?
- če vpetje na stebrih ne omogoča prostih pomikov in momentov ter uporabljaš za izračun vodnik kot togo telo ne moreš rešiti sistema enačb , ki izhajajo iz ravnotežja sil in momentov?

mirator ::
@primoz4p, sem ti se že enkrat zahvalil za sodelovanje. Kot sem tudi zapisal, sem mojo dilemo razrešil.
Dana enačba sile vetra na vodnike in posledično delovanje na oporišče pač predvideva, veter piha v smeri simetrale kota dveh vodnikov ali kablov ali vrvi.
Seveda vrv ni togo telo, ampak se tako v izračunu (ki ni zrastel na mojem zelniku, ampak je zapisan v standardu) upošteva, zgolj sila na površino polovice dolžine vrvi v razpetini. In seveda je samo v tem primeru dejansko izraz cos^2(fi).
Vse duge dileme, ki te pri tem motijo, so obdelane v teoriji mehanskih lastnosti daljnovodov. Kot npr.
http://otlm.knillgruppe.com/wp-content/...
https://www.dlib.si/stream/URN:NBN:SI:d...
https://dk.um.si/Dokument.php?id=171746...
Dana enačba sile vetra na vodnike in posledično delovanje na oporišče pač predvideva, veter piha v smeri simetrale kota dveh vodnikov ali kablov ali vrvi.
Seveda vrv ni togo telo, ampak se tako v izračunu (ki ni zrastel na mojem zelniku, ampak je zapisan v standardu) upošteva, zgolj sila na površino polovice dolžine vrvi v razpetini. In seveda je samo v tem primeru dejansko izraz cos^2(fi).
Vse duge dileme, ki te pri tem motijo, so obdelane v teoriji mehanskih lastnosti daljnovodov. Kot npr.
http://otlm.knillgruppe.com/wp-content/...
https://www.dlib.si/stream/URN:NBN:SI:d...
https://dk.um.si/Dokument.php?id=171746...
Vredno ogleda ...
Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
---|---|---|---|
Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
» | Izračun sile vetraOddelek: Znanost in tehnologija | 1563 (864) | fikus_ |
» | Fizika pomočOddelek: Šola | 1321 (998) | korenje3 |
» | 6 nalog za fiziko ... prosim pomoč (strani: 1 2 )Oddelek: Šola | 12843 (10538) | lebdim |
» | [Fizika] Sile (strani: 1 2 )Oddelek: Šola | 13454 (12543) | seminal |
» | Hard problems (strani: 1 2 3 )Oddelek: Znanost in tehnologija | 7877 (6639) | Eschelon |